一种人造金刚石钻头及其制造方法与流程

1.本发明涉及人造金刚石钻头的生产技术领域，具体涉及一种人造金刚石钻头及其制造方法。


背景技术：

2.金刚石钻头广泛用于地质、冶金、建筑、水电、石油及国防等部门的地质勘探和钻探施工。
3.地质钻探行业通常使用的钻头为孕镶人造金刚石钻头，它是将金刚石与具有一定结构的钻头胚体结合形成带有人造金刚石的钻头，以达到适用较硬材质的物品的钻孔，但是现有的人造金刚石钻头，无法适用于很高硬度的物品的钻孔，其次，现有的人造金刚石钻头的生产方法存在人造金刚石与钻头胚体结合不稳定的问题，无法满足使用，另外，生产过程中的打磨设备无法实现自动化生产的需求。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种人造金刚石钻头及其制造方法，以解决上述背景中问题。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种人造金刚石钻头，包括钻体，所述钻体的底部呈环形阵列设置有若干齿根，所述齿根上等间距设置有若干钻齿，所述钻体的侧面开设有外螺纹，所述钻体的底部呈环形阵列开设有若干回料口。
7.作为本发明进一步的方案：所述钻体的内部开设有料径。
8.作为本发明进一步的方案：所述钻体的内部设置有内固定轴。
9.作为本发明进一步的方案：所述钻体的底部位于中心部位设置有钻尖，所述钻尖上环绕设置有钻纹。
10.作为本发明进一步的方案：所述内固定轴的内部开设有内螺纹。
11.作为本发明进一步的方案：所述内固定轴与钻体之间呈环形阵列设置有若干支撑悬杆。
12.作为本发明进一步的方案：所述回料口与齿根交替设置。
13.作为本发明进一步的方案：该人造金刚石钻头的制造方法，包括以下步骤：
14.步骤一：胚体加工：锻造棒料，对锻造之后的胚体进行淬火处理，然后进行车削加工，得到料径，并在料径的内部形成内固定轴，在内固定轴与胚体之间形成支撑悬杆；
15.步骤二：车削钻头：胚体上料径车削完成之后，对胚体的端部进行车削，先车削得到钻尖，齿根，然后在齿根的表面车削得到钻齿，在钻尖上车削得到钻纹，最后在胚体的端部车削得到回料口；
16.步骤三：打磨剖光：车削完成之后对胚体进行热处理，然后胚体由输送线输送至研磨设备上，研磨设备中的夹持气缸伸出，通过夹持块将胚体进行夹持固定，然后打磨电机启
动，同时伸缩杆将打磨组件向下推动，使得打磨头对胚体的端部、侧面进行精磨并剖光，对料径的内壁进行粗磨处理，最后进行退磁清洗；
17.步骤四：螺纹加工：通过螺纹车削设备在胚体上车削得到外螺纹和内螺纹，在钻尖上车削得到钻纹，既制得钻体；
18.步骤五：钻头电镀：取金刚石微粉经过高温高压烧结成型制得金刚石，然后将金刚石与钻体端部的齿根、钻齿和钻尖置于电镀槽中，然后对齿根、钻齿和钻尖进行金刚石电镀反应，得到人造金刚石钻头。
19.研磨设备包括基座，基座上设置了一个主支架，主支架的侧面对称设置有滑轨，滑轨上滑动设置有打磨组件，在主支架的上方设置了一个伸缩杆，伸缩杆的伸出端与打磨组件中的副支架连接，副支架通过滑块与滑轨滑动连接，副支架上设置有调节槽和松紧槽，松紧槽内滑动设置有松紧轮，调节槽内滑动设置有两个调节轮，并且两个调节轮的高度不同，两个调节轮与两个松紧轮分别通过两个皮带与副支架上的打磨电机连接，每个调节轮上安装有打磨杆，在打磨杆端部的设置有打磨头，并在打磨杆外套设打磨罩，可以对长度较长的打磨杆起到保护的作用，同时也可以防止工人误触发生安全事故；
20.基座上设置有输送组件，具体的，输送组件包括，设置于基座上表面的输送滚筒，位于基座的中间，转动设置有一个旋转台，旋转台通过基座内部的旋转电机带动，旋转台上设置有连接滚筒，连接滚筒与输送滚筒对齐，然后在旋转台上对称设置两个夹持块，夹持块与旋转台内部的夹持气缸连接，打磨时，通过夹持块将金刚石钻头进行加持固定，然后通过伸缩杆进行上下伸缩，配个两个调节轮的移动，可以对钻头进行多角度打磨，同时，旋转台可以转动，配合打磨头可以实现双向打磨，打磨效率高，结构简单，适用于自动化生产线的自动打磨及输送。
21.本发明的有益效果：
22.(1)本发明中，在钻体的底部呈环形阵列设置有若干齿根，每个齿根上等间距设置有若干钻齿，关于齿根的数量，最优值为6个，每个齿根上的钻齿均呈圆弧型，且每个圆弧型钻齿的半径均不相同，当该金刚石钻头转动时，每个钻齿的旋转路径均呈一个圆形，6个齿根上的所有钻齿同时转动的路径正好合成一个圆面，起到更好的钻进作用，在对硬质的物体进行钻孔时，可以更好地将钻孔路径进行分离，使得每个钻齿更好的前进，其次，在钻体的底部位于中心部位设置有钻尖，所述钻尖上环绕设置有钻纹，结合钻齿，在钻孔行进的额过程中，提高了钻孔的效率，降低了各个钻齿单独的反作用力，提高了钻齿的使用寿命；
23.(2)本发明中，研磨设备通过夹持块将金刚石钻头进行加持固定，然后通过伸缩杆进行上下伸缩，配个两个调节轮的移动，可以对钻头进行多角度打磨，同时，旋转台可以转动，配合打磨头可以实现双向打磨，打磨效率高，结构简单，适用于自动化生产线的自动打磨及输送。
附图说明
24.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
25.图1是本发明整体结构仰视示意图；
26.图2是本发明整体结构剖面示意图；
27.图3是本发明中支撑悬杆与钻体连接结构示意图；
28.图4是本发明中回料口剖面结构示意图；
29.图5是本发明制造方法示意图；
30.图6是本发明中研磨设备侧视结构示意图；
31.图7是本发明中调节轮与副支架连接结构示意图；
32.图8是本发明中连接滚筒与旋转台连接结构示意图；
33.图9是本发明中夹持气缸与夹持块连接结构剖面示意图；
34.图10是本发明中旋转电机与旋转台连接结构剖面。
35.图中：1、钻体；10、回料口；11、外螺纹；12、料径；2、齿根；21、钻齿；3、钻尖；31、钻纹；4、内固定轴；41、内螺纹；5、支撑悬杆；6、基座；61、主支架；62、伸缩杆；63、滑轨；7、打磨组件；71、副支架；710、调节槽；711、滑块；712、松紧槽；72、打磨电机；73、调节轮；731、皮带；74、打磨罩；741、打磨头；742、打磨杆；75、松紧轮；8、输送组件；80、旋转电机；81、输送滚筒；82、旋转台；820、夹持气缸；83、夹持块；84、连接滚筒。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
37.本发明为一种人造金刚石钻头，具体的结构请参阅图1和图2所示，其中包括钻体1，在钻体1的底部呈环形阵列设置有若干齿根2，每个齿根2上等间距设置有若干钻齿21，关于齿根2的数量，最优值为6个，每个齿根2上的钻齿21均呈圆弧型，且每个圆弧型钻齿21的半径均不相同，当该金刚石钻头转动时，每个钻齿的21旋转路径均呈一个圆形，6个齿根2上的所有钻齿21同时转动的路径正好合成一个圆面，起到更好的钻进作用，在对硬质的物体进行钻孔时，可以更好地将钻孔路径进行分离，使得每个钻齿21更好的前进，其次，在钻体1的底部位于中心部位设置有钻尖3，所述钻尖3上环绕设置有钻纹31，结合钻齿21，在钻孔行进的过程中，提高了钻孔的效率，降低了各个钻齿21单独的反作用力，提高了钻齿21的使用寿命。
38.另外，参照图2所示，在钻体1的侧面开设有外螺纹11，钻体1的内部还设置有内固定轴4，内固定轴4的内部开设有内螺纹41，在连接安装该金刚石钻头时，可以通过外螺纹11和内螺纹41来连接，两个螺纹同时连接，提高了钻头安装的稳定性，保证在钻孔过程中钻头因为扭矩过大发生断裂的情况。
39.参照图1和图4所示，在钻体1的底部呈环形阵列开设有若干回料口10，回料口10与齿根2交替设置，关于回料口10的个数与齿根2的个数相同，且每个回料口10的切面均倾斜设计，在旋转时，可以将钻孔产生的粉末由回料口10旋转进入钻体1内部开设的料径12内。
40.另外，参照图3所示，内固定轴4与钻体1之间呈环形阵列设置有若干支撑悬杆5，支撑悬杆5与钻体1连接，可以提高钻体1的稳固性，提高金刚石钻头的硬度，同时结合独立的钻齿21和齿根2以分散在钻孔时钻头的受力，更好地降低了在钻孔时被钻孔物品对钻头的作用力，有效地延长了钻头的使用寿命。
41.参照图5所示，该人造金刚石钻头的制造方法，包括以下步骤：
42.步骤一：胚体加工：锻造棒料，对锻造之后的胚体进行淬火处理，然后进行车削加工，得到料径12，并在料径12的内部形成内固定轴4，在内固定轴4与胚体之间形成支撑悬杆5；
43.步骤二：车削钻头：胚体上料径12车削完成之后，对胚体的端部进行车削，先车削得到钻尖3，齿根2，然后在齿根2的表面车削得到钻齿21，在钻尖3上车削得到钻纹31，最后在胚体的端部车削得到回料口10；
44.步骤三：打磨剖光：车削完成之后对胚体进行热处理，然后胚体由输送线输送至研磨设备上，研磨设备中的夹持气缸820伸出，通过夹持块83将胚体进行夹持固定，然后打磨电机72启动，同时伸缩杆62将打磨组件7向下推动，使得打磨头741对胚体的端部、侧面进行精磨并剖光，对料径12的内壁进行粗磨处理，最后进行退磁清洗；
45.步骤四：螺纹加工：通过螺纹车削设备在胚体上车削得到外螺纹11和内螺纹41，在钻尖3上车削得到钻纹31，既制得钻体1；
46.步骤五：钻头电镀：取金刚石微粉经过高温高压烧结成型制得金刚石，然后将金刚石与钻体1端部的齿根2、钻齿21和钻尖3置于电镀槽中，然后对齿根2、钻齿21和钻尖3进行金刚石电镀反应，得到人造金刚石钻头。
47.采用金刚石与胚体电镀的方法，人造金刚石在化学和电化学中被结合，在阴极镀层上形成工作层，金刚石与金属胚体间有明显的键价结合，金刚石与金属胚体结合更为牢固，提高了该钻头的硬度。
48.参照图6和图7所示，步骤三中的研磨设备包括基座6，基座6上设置了一个主支架61，主支架61的侧面对称设置有滑轨63，滑轨63上滑动设置有打磨组件7，在主支架61的上方设置了一个伸缩杆62，伸缩杆62的伸出端与打磨组件7中的副支架71连接，副支架71通过滑块711与滑轨63滑动连接，副支架71上设置有调节槽710和松紧槽712，松紧槽712内滑动设置有松紧轮75，调节槽710内滑动设置有两个调节轮73，并且两个调节轮73的高度不同，两个调节轮73与两个松紧轮75分别通过两个皮带731与副支架71上的打磨电机72连接，每个调节轮73上安装有打磨杆742，在打磨杆742端部的设置有打磨头741，并在打磨杆742外套设打磨罩74，可以对长度较长的打磨杆742起到保护的作用，同时也可以防止工人误触发生安全事故；
49.另外，参照图6、图8、图9和图10所示，基座6上设置有输送组件8，具体的，输送组件8包括，设置于基座6上表面的输送滚筒81，位于基座6的中间，转动设置有一个旋转台82，旋转台82通过基座6内部的旋转电机80带动，旋转台82上设置有连接滚筒84，连接滚筒84与输送滚筒81对齐，然后在旋转台82上对称设置两个夹持块83，夹持块83与旋转台82内部的夹持气缸820连接，打磨时，通过夹持块83将金刚石钻头进行加持固定，然后通过伸缩杆62进行上下伸缩，配个两个调节轮73的移动，可以对钻头进行多角度打磨，同时，旋转台82可以转动，配合打磨头741可以实现双向打磨，打磨效率高，结构简单，适用于自动化生产线的自动打磨及输送。
50.本发明中，研磨设备的工作原理：
51.使用时，将该研磨设备安装于生产线上，当热处理完成之后，金刚石钻头的胚体由输送线输送至旋转台82上的连接滚筒84上，然后夹持气缸820伸出通过夹持块83将金刚石钻头的胚体进行夹持固定，然后打磨电机72启动，同时调节轮73根据需要打磨的不稳调节
打磨头741的位置，然后伸缩杆62向下伸出将打磨组件7向下推动，打磨头741便可以对金刚石钻头的胚体进行打磨。
52.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
53.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
54.以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。